Hierro y Acero Edicion 37 | Page 21

procesos y usos del acero primero ocurre la nucleación, seguida del crecimiento de los cristales nucleados. Así siendo, el tamaño de los cristales dependerá fundamentalmente de la velocidad de nucleación y de la crecida de los cristales. La velocidad de nucleación es función directa del número de sitios activos presentes en la superficie del substrato, pues son en estos sitios que son formados los núcleos de cristales de fosfato. A partir de estos núcleos emergen los cristales. Si el número de sitios fuera pequeño, se tendrá pocos nú- cleos. Así, los cristales tienen que crecer a partir de pocos núcleos y el crecimiento cesará cuando el substrato fuera cubierto, hecho que ocurrirá cuando los cristales se toquen como consecuencia la masa de fosfato por unidad de área será elevada conforme figura 3a. De lo contrario, cuando en la superficie de un substrato existen muchos sitios activos, habrá la formación de muchos núcleos, los cuales se tocarán antes de que crecieran mucho y originará la formación de camadas delgadas y de cristales delgados conforme la figura 3b. Figura 3: Representación esquemática de la formación de cristales debido a la presencia de sitios activos en la superficie de un substrato [5]. Queda claro de que existe una relación directa entre el tamaño de cristales y la masa de fosfato por unidad de área: cuanto menores los cristales, mas delgada la camada formada. Debemos citar, que el tiempo de formación de cristales grandes es mayor porque es necesario más tiempo para cubrir el substrato. Muchos son los factores relacionados con el substrato y con el proceso de fosfatización que influencian directamente en el tamaño de los cristales, pudiéndose citar como principales: estado superficial del substrato, presencia de una delgada camada de óxidos en la superficie del substrato, composición química del substrato, tratamiento mecánico, desengrase, condicionamiento, tipo de acelerador y la presencia de refinadores en la solución (los mas utilizados son soluciones conteniendo sales de Titanio). el espesor da camada. Son constituidas por fosfato tetrahidratado de zinc, a hopeita (Zn3 (PO4)2 4H2O) y fosfato doble de hierro y de zinc tetrahidratado, la fosfofilita (Zn2Fe) (PO4)2 4H2O). La composición de la solución y las condiciones de operación determinan la cantidad relativa de uno u otro compuesto[6]. La región de la camada mas próxima del substrato es abundante en hierro y la mas externa es abundante en zinc. La microestructura de la camada depende, además de la composición de la solución y de las condiciones de la operación, del tipo de desengrase alcalino utilizado en el tratamiento. Ejemplo de una microestructura de camada de fosfato de zinc en acero de bajo contenido de carbono puede ser apreciada en la figura 4, abajo. 3.3 Fosfatización: Es la etapa de formación de la camada fosfatada. Las camadas en la base de fosfato de zinc son las mas utilizadas en la práctica, siendo el tipo exigido por la mayoría de las aplicaciones de la industria automovilística, pues atienden las especificaciones más rigurosas de este sector. Estas camadas son obtenidas a partir de soluciones conteniendo ácido fosfórico y fosfato diácido de zinc, además de aceleradores y otros constituyentes de las soluciones eventualmente adicionados, por ejemplo, para controlar el crecimiento de los cristales, aumentar o disminuir Figura 4: Camada de fosfato de zinc en flejes de acero de bajo carbono - MEV [7]. Tel. (81) 8158 7100 email: [email protected] 21 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO